TIF 導熱凝膠取代傳統導熱墊片：降低 35% 成本並實現自動化生產
TIF 系列雙組份導熱凝膠為中國一家領先的動力鋰電池製造商取代了預先模切的導熱墊片——實現全自動點膠、0.5–5 mm 間隙的自適應填充、降低 35% 的物料清單 (BOM) 成本，並通過車規級震動與 125 °C / 1000 小時老化驗證。
客戶背景
該客戶是一家專注於新能源車動力鋰電池研發、生產與銷售的企業。其主要產品包括磷酸鐵鋰 (LiFePO₄) 和三元 (NMC) 電芯、動力電池包、儲能系統 (ESS) 電池包及電池管理系統。產品廣泛應用於乘用車、商用車及儲能客戶的綠色能源解決方案。截至 2025 年底，公司總出貨量達約 100 GWh，並計劃於 2027 年將全球產能提升至 300 GWh，位居全球新能源車鋰電池產業的頂尖行列。公司積極拓展亞太、歐非及美洲等海外市場，2024 年海外營收超過人民幣 100 億元 (佔總營收 31.1%)。其在華東、華中地區設有多個生產基地，並在德國、泰國、越南等地擁有海外基地，同時正於歐非地區興建新基地。
挑戰與解決方案
# | 挑戰 | ZIITEK 解決方案 |
|---|---|---|
1 | 電芯高度與平整度的組裝公差，加上充放電過程中的膨脹/收縮，使傳統導熱介面材料難以實現完美接觸。 | 使用 TIF020-19S 與 TIF035AB-05S 雙組份導熱凝膠，壓縮率 >50%，可自動填充 0.5–5mm 間隙，適應電芯膨脹與組裝公差。 |
2 | 車輛運行中的持續震動可能在凝膠與接觸面間產生微小間隙，甚至將凝膠泵出導熱路徑，導致熱阻急劇升高。 | 透過增黏樹脂與交聯密度設計，固化後的凝膠符合車規級震動標準 (如 LV124)，能抵抗分離或泵出現象，並為電池模組提供緩衝保護。 |
3 | 大面積貼合依賴人工對位和移除離型膜，容易產生氣泡與錯位。不同的電池包結構需要專用的模切，導致高昂的模具成本與複雜的料號 (SKU) 管理。 | TIF 凝膠適用於大批量自動化生產。當設計變更時，只需更新點膠路徑，無需新增料號。與人工貼附墊片相比，效率提升約 70%，總成本降低 35%。 |
4 | 長時間在 60–80°C 或更高溫度下運作，可能導致凝膠基材出油、硬化或體積收縮，進而使導熱係數下降。 | 採用耐高溫矽油、抗氧化劑和穩定的交聯體系。凝膠通過 125°C/1000h 老化測試，確保導熱係數、硬度和體積電阻率的長期穩定性。 |
專案背景
隨著新能源車的續航里程和功率密度不斷提升，動力電池包的熱管理成為影響安全與壽命的核心瓶頸。該客戶作為國內領先的鋰電池企業，其新一代電池模組面臨兩大挑戰：(1) 電芯與液冷板之間的組裝公差大（高度差可達 >2mm），傳統導熱墊片無法完全適應；(2) 在產線自動化升級過程中，需要減少人工貼合工序，並提升良率與生產節拍。
技術挑戰
經過對客戶產線的深入調研，我們歸納出四大技術痛點（參見模組 3 挑戰）。其中最困難的是：適應 ±1.5mm 的動態間隙變化，並承受車規級振動（LV124）而不產生泵出或位移。客戶曾嘗試多種高壓縮性墊片，但均因模切精度不足或長期老化後的應力鬆弛而失敗。
解決方案
Ziitek 推薦使用 TIF020-19S（2.0 W/m·K）和 TIF035AB-05S（3.5 W/m·K）雙組份導熱凝膠，應用於電芯與冷板之間，以及匯流排等其他發熱點。
關鍵製程參數：
- 點膠設備：精密螺桿泵搭配動態混合閥，≥24 節混合管
- 固化方式：80°C 烘烤 30 分鐘（與客戶烤箱工站兼容）
- 點膠路徑：S 型路徑，覆蓋 >90% 的電芯底部面積
固化後，凝膠的模數低於 1 MPa，壓縮率 >50%，幾乎不對電芯產生壓力，並提供良好的緩衝效果。現場驗證顯示，點膠良率從 92%（人工貼片）提升至 98.5%。
測試與驗證
客戶根據 GB/T 31467.3-2015 和 LV124 標準進行了一系列測試：
測試項目 | 結果 |
|---|---|
高溫儲存 (125°C/1000h) | 導熱係數下降 <5%，無滲油、無開裂 |
溫度循環 (-40°C~85°C, 1000 次) | 界面熱阻變化 <3%，無分層 |
隨機振動 (24h, 5~200Hz) | 無泵出，接觸面完好 |
阻燃等級 | UL94 V-0 |
介電強度 | ≥4 kV/mm，遠高於耐壓要求 |
成果與價值
自 2024 年量產以來，客戶已將 TIF 導熱凝膠推廣至三個電池包平台和兩個儲能系統（ESS）專案。2025 年年度採購額達到人民幣 8.1 億元，電動車與儲能電池總出貨量超過 10 噸。其核心價值包括：
- 成本：取代模切墊片，整體物料清單（BOM）成本降低 35%
- 效率：點膠週期 15 秒/模組，相較人工貼合提升 70%
- 可靠性：售後返修率降低 40%（因無凝膠位移失效問題）
- 輕量化：凝膠密度約 2.6 g/cc，較同級導熱材料減輕 25%
合作時程
- 2023 年 Q4：初步接觸，提供樣品測試
- 2024 年 Q2：完成全套車規級驗證，進入試產階段
- 2024 年 Q4：成為主要供應商，涵蓋三款車型
- 2025 全年：簽訂年度框架協議，累計出貨量 >10 噸
常見問題
雙組份導熱凝膠會發生不固化的情況嗎？
是的，有可能。主要原因包括：A/B 組份混合不均、鉑金催化劑中毒（如接觸到硫、磷、胺類物質），或混合比例錯誤。建議使用高剪切靜態混合管、保持施工表面清潔，並定期驗證混合均勻度。
導熱凝膠長期使用後會老化或開裂嗎？
合格的車規級雙組份導熱凝膠採用耐高溫矽油和穩定的交聯體系，能通過 125°C/1000h 老化測試，不會出現開裂或滲油現象，且導熱係數保持穩定，滿足車用壽命要求。
凝膠能否適應電芯膨脹和組裝公差？
可以。雙組份凝膠固化後模量極低（通常 <1 MPa），壓縮率 >50%，可自動填充 0.5–5mm 的間隙，並能適應充放電循環引起的反覆膨脹/收縮，始終保持較低的介面熱阻。
自動化點膠製程能否穩定匹配產線節拍？
可以。透過精密螺桿泵和 ≥24 節靜態混合管，配合加熱固化（80°C/30min），點膠節拍可控制在每個模組 15–30 秒。設備參數固定後，混合均勻度及出膠量偏差 <3%。
TIF 導熱凝膠的保存期限與儲存要求為何？
室溫（25°C）下 12 個月。A、B 組份需密封儲存於陰涼乾燥處，避免陽光直射和污染物。使用前無需預先混合，直接裝入點膠設備即可。
